В прошлом месяце астрономы из команды астрономического спутника «Кеплер» объявили об открытии 1 284 новых планет. Все они обращаются по орбите вокруг звезд за пределами нашей солнечной системы. Общее количество таких «экзопланет», чье существование удалось подтвердить благодаря телескопу «Кеплер» и другим средствам поиска, сегодня составляет более трех тысяч.
Это настоящая революция в наших знаниях о планетах. Лет десять тому назад открытие одной-единственной экзопланеты сразу становилось научной сенсацией. Сегодня многое изменилось. Благодаря совершенствованию техники и технологий астрономических наблюдений мы перешли от розничного к оптовому открытию планет. Например, нам теперь известно, что у каждой звезды в небе на орбите есть как минимум одна планета.
Но планеты это лишь начало истории. Каждому хочется узнать, заселены ли эти миры инопланетянами. Помогают ли нам новообретенные знания о планетах приблизиться к ответу на данный вопрос?
На самом деле, да, хотя и понемногу. В майском номере журнала Astrobiology я вместе с астрономом Вудраффом Салливаном (Woodruff Sullivan) опубликовал работу, в которой мы показываем, что хотя сегодня нам ничего не известно о существовании в нашей галактике развитых внеземных цивилизаций, мы обладаем достаточным объемом информации для вывода о том, что они наверняка существовали на том или ином отрезке космической истории.
В научной среде существует так называемое уравнение Дрейка. Это формула, служащая для определения числа внеземных цивилизаций в галактике, с которыми у нас есть шанс вступить в контакт. В 1961 году Национальная академия наук попросила астронома Фрэнка Дрейка (Frank Drake) провести научное совещание о возможностях «межзвездной коммуникации». Поскольку шансы на установление контакта с инопланетной жизнью определяются количеством развитых внеземных цивилизаций, существующих в галактике, Дрейк вывел семь факторов, от которых это число зависит, и включил их в свое уравнение.
Первый фактор это число звезд, рождающихся за год. Второй — доля звезд, имеющих планеты. Затем идет число планет на одну звезду, которые двигаются по орбите в таких местах, где может сформироваться жизнь (исходя из того, что для жизни требуется жидкая вода). Следующий фактор это доля планет, где жизнь на самом деле зародилась. А еще есть такой фактор как доля планет, где жизнь развилась до разумной и появились продвинутые цивилизации (способные излучать радиосигналы). И последний фактор это средний срок жизни технически развитой цивилизации.
Уравнение Дрейка совершенно не похоже на эйнштейновскую формулу E=mc2. Это не констатация всеобщего закона. Это механизм, способствующий проведению организованной дискуссии, способ понять, что нам нужно знать для ответа на вопрос об инопланетных цивилизациях. В 1961 году был известен только первый фактор — количество звезд, формирующихся ежегодно. В таком неведении мы оставались до последнего времени.
Вот почему дискуссии о внеземных цивилизациях, какими бы учеными они ни были, издавна сводятся к обычным выражениям надежды или пессимизма. Какова, например, доля планет, где формируется жизнь? Оптимисты могут выдвигать сложные молекулярно-биологические модели, утверждая, что она велика. Пессимисты же приводят свои собственные научные данные, доказывая, что эта доля ближе к 0. Но поскольку мы имеем только один пример планеты, где есть жизнь (наша собственная), понять, кто из них прав, довольно сложно.
Или давайте задумаемся о среднем сроке жизни цивилизации. Люди пользуются радиотехникой всего около 100 лет. Сколько еще просуществует наша цивилизация? Тысячу лет? Сто тысяч? Десять миллионов? Если средний срок жизни цивилизации невелик, галактика, скорее всего, большую часть времени не заселена. Но опять же, мы можем использовать только один пример, а это снова возвращает нас к битве между пессимистами и оптимистами.
Но наши новые знания о планетах устранили из этих дебатов часть неопределенности. Три из семи факторов в уравнении Дрейка сегодня известны. Мы знаем количество звезд, рождающихся каждый год. Мы знаем, что доля звезд с планетами составляет около 100%. И нам также известно, что 20-25% из этих планет находятся в таком месте, где может сформироваться жизнь. Таким образом, мы впервые можем сказать что-то определенное о внеземных цивилизациях — если станем задавать правильные вопросы.
В своей последней работе мы с профессором Салливаном сместили фокус в уравнении Дрейка. Вместо вопросов о том, сколько цивилизаций существует в данный момент, мы решили выяснить, какова вероятность того, что наша цивилизация — единственная технически развитая из всех, которые когда-либо появлялись. Задав данный вопрос, мы сумели обойти стороной фактор средней продолжительности жизни цивилизации. Таким образом, у нас осталось всего три неизвестных фактора, которые мы свели в одну «биотехническую» вероятность: шансы на возникновение жизни, шансы на возникновение разумной жизни и шансы на техническое развитие.
Можно предположить, что такая вероятность невелика, а поэтому и шансов на возникновение еще одной технически продвинутой цивилизации мало. Но наши расчеты показали, что даже если такая вероятность крайне низка, шансы на то, что мы не первая технически развитая цивилизация, довольно высоки. Конкретно: если вероятность возникновения цивилизации на пригодной для жизни планете составляет менее одного к десяти миллиардам триллионов, то мы не первые.
Введем некоторый контекст для лучшего понимания цифр. Во время предыдущих дискуссий на тему уравнения Дрейка вероятность формирования цивилизаций один на десять миллиардов считалась очень пессимистической. Согласно нашим расчетам, даже в таких условиях за всю историю космоса должен был появиться триллион цивилизаций.
Иными словами, с учетом того, что нам сегодня известно о количестве и орбитальном положении планет в галактике, степень пессимизма, необходимая для того, чтобы сомневаться в существовании на том или ином отрезке времени продвинутой внеземной цивилизации, противоречит здравому смыслу.
Важным шагом вперед в науке может стать поиск вопроса, ответить на который можно с данными в руках. Мы в своей работе именно так и поступили. А что касается самого важного вопроса — существуют ли сегодня другие цивилизации — то здесь нам придется немного подождать, пока не появятся соответствующие данные. Но мы не должны недооценивать те успехи, которых нам удалось добиться за столь короткое время.
Адам Фрэнк — профессор астрофизики Рочестерского университета, один из создателей блога 13.7 Cosmos and Culture и автор книги About Time: Cosmology and Culture at the Twilight of the Big Bang (Время пришло: Космология и культура в сумерках «большого взрыва»).
